KR20060111713A - 통신 시스템에서 채널 민감 스케줄링을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 스케줄링 송신을 위한 채널 민감 스케줄러용 장치 및 방법에 관한 것이다. 스케줄러는 이동국에 의해 필요로 하는 전송 전력의 양에 의해 결정되는 채널 조건의 우선 순위 함수에 의해 한정된다. 일 실시예에서, 채널 조건은 각각의 이동국의 송신 파일럿 전력에 기초하여 결정되며, 각각의 이동국에 대한 우선 순위 값을 계산하는데 사용된다. 이어 이동국은 우선 순위 값에 기초하여 송신하기 위해 스케줄링된다.

Description

통신 시스템에서 채널 민감 스케줄링을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL SENSITIVE SCHEDULING IN A COMMUNICATION SYSTEM}

본 출원은 2004년 1월 23일 출원된 미국 가출원 60/538,983을 우선권으로 청구하며, 본 건은 출원인에게 양도되었으며, 본 명세서에 참조된다.

본 발명은 통상적으로 통신에 관한 것이며, 특히 통신 시스템에서 채널 민감 스케줄링 송신을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

통신 시스템, 및 특히 무선 시스템은 다양한 사용자들 사이에서 소스의 효율적인 할당을 위해 설계된다. 무선 시스템 설계자는 특히 비용을 감소시키면서 가입자의 통신 필요성을 만족시키는 충분한 리소스를 제공하려고 노력한다. 다양한 스케줄링 알고리즘이 개발되었으며, 각각은 예정된 시스템 표준에 기초한다.

코드 분할 다중화 접속(CDMA) 방식 또는 광대역 코드 분할 다중화 접속(WCDMA)을 이용하는 무선 통신 시스템에서, 하나의 스케줄링 방식은 시간 다중화된 기반 상에 의도된 시간 간격으로 가입자 유닛 코드 채널들 각각을 할당한다. 기지국(BS) 또는 노드(B)와 같은 중앙 통신 노드는 가입자와 관련된 유일한 주파수 또는 채널 코드를 실행하여 가입자와의 배타적 통신을 가능하게 한다. TDMA 방식은 물리적 접촉 릴레이 스위치 또는 패킷 스위치를 이용하여 랜드라인 시스템에서 구 현될 수도 있다. CDMA 시스템은, (1)IS-95 표준으로 언급되는 "듀얼 모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템을 위한 TIA/EIA/IS-95-B 이동국-기지국 호환성 표준"; (2)3GPP로 언급되는 "3rd 세대 파트너쉽 프로젝트"로 명명된 컨소시엄에 의해 제공되고; 및 W-CDMA 표준으로 언급되는 문서 번호 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, 및 3G TS 25.214, 3G TS 25.302를 포함하는 문서의 세트로 실행되는 표준; (3)3GPP2로 언급되는 "3rd 세대 파트너쉽 프로젝트2"로 명명된 컨소시엄에 의해 제공된 표준, 및 앞서 IS-2000 MC로 언급된 cdma 2000 표준으로 언급된 TR-45.5, 또는 (4) 소정의 다른 무선 표준과 같은 하나 이상의 표준을 지원하도록 설계될 수도 있다. WCDMA 시스템은 CDMA 시스템을 위해 앞서 게재된 하나 이상의 동일한 표준을 지원하도록 설계될 수도 있다.

WCDMA는 간섭 제한 시스템이며, 이는 이웃한 셀 및 다른 사용자가 소정의 단일 셀의 업링크 및 다운링크 성능을 제한하는 것을 의미한다. 성능을 최대화하기 위해, 간섭(다른 신호 파워)은 최소화되어야 한다. 이는 신호대 간섭(E_b/N_o) 요구를 최소화하고, 오버헤드 채널 파워를 최소화하고, 제어 전용 채널 파워를 최소화하는 것을 포함한다. 게다가, 양호한 폰 성능은 긴 배터리 수명을 포함한다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 폰은 전용 채널 송신 및 오버헤드 채널의 모니터링 동안 자신의 파워를 최소화하여야 한다.

결론적으로, 사용자의 부류를 다양하게 하기 위한 애플리케이션으로 통신 시스템에서 송신의 채널 민감 스케줄링을 위한 방법 및 장치가 필요하다.

설명된 실시예는 무선 통신 시스템에서 데이터 송신의 채널 민감 스케줄링을 위한 수단을 제공함으로써 전술한 필요성을 해결한다. 일 실시예는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 송신의 방법을 제공하며,

을 이용하여 이동국에 대한 우선 순위 값을 결정하는데, 여기서 Priority(i)는 i번째 모바일 사용자에 대한 우선 순위 값이며,

는 이동국의 최대 파일럿 파워이며,

는 스케줄링 시간에서 이동국의 파일럿 파워이다.

다른 실시예는 채널 조건 표시자의 기능으로서 다수의 이동국을 위한 우선 순위 값을 결정하고, 우선 순위 값에 기초한 연속한 송신을 위해 다수의 이동국 중 적어도 하나를 선택한다. 추가의 실시예는 이동국의 송신 파일럿 파워 및 요청된 데이터 레이트에 기초할 수도 있다. 이동국의 전송 전력은 추가의 실시예에서 전력 제어 명령에 기초하여 결정될 수도 있다. 또다른 실시예는 우선 순위 값을 계산하기 위해 상이한 함수를 제공한다. 추가의 일 실시예는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법을 제공하며, 스케줄러에서 이동국에 의해 제공된 채널 조건 식별자를 수신하고, 함수

을 이용하여 모바일 이용자에 대해 우선 순위 값을 결정하는데, 여기서, Priority(i)는 i번째 모바일 사용자에 대한 우선 순위 값이며,

는 소정의 시간 주기 동안 평균된 이동국의 파일럿 파워이며,

는 스케줄링 순간에서 이동국의 파일럿 파워이며, a(i)는 가중 팩터이다. 또다른 실시예는 이동국의 속도에 기초할 가중 팩터를 제공한다. 또다른 실시예는

에 따른 가중 팩터의 계산을 제공한다.

다른 실시예에서, 스케줄링 송신을 위해 컴퓨터 실행가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체는, 다수의 이동국으로부터 수신된 채널 조건 표시자를 프로세싱하고; 다수의 이동국 각각에 대한 우선 순위 값을 계산하고, 우선 순위 값의 함수로서 다수의 이동국에 대한 송신 스케줄을 결정한다. 다른 실시예는 우선 순위 값을 계산하기 위한 함수(

)를 제공하는데, 여기서 Priority(i)는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며, Pilot_Power_Max는 이동국의 최대 파일럿 파워이며, Pilot_Power(i)는 스케줄링 시간에서 모바일 사용자의 파일럿 파워이다.

또다른 실시예는 컴퓨터 프로그램을 제공하는데, 함수

을 이용하여 우선 순위 값을 계산하며, 여기서, Priority(i)는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며,

는 소정의 시간 주기 동안 평균된 이동국의 파일럿 파워이며,

는 스케줄링 순간에서 이동국의 파일럿 파워이며, a(i)는 가중 팩터이다.

다른 실시예는 함수

에 따라 계산된다.

또다른 실시예는 네트워크를 제공하는데, 다수의 모바일 사용자로부터 채널 조건 표시자를 수신하는 수신 수단; 각각의 이동국에 대한 우선 순위 값을 결정하기 위한 수단; 우선 순위 값에 기초하여 다수의 모바일 사용자에 대한 송신 스케줄을 결정하는 수단을 포함한다.

추가의 실시예는 네트워크를 제공하는데, 우선 순위 값의 계산은

의 함수인데, 여기서 Priority(i)는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며,

는 이동국의 최대 파일럿 전력이며,

는 스케줄링 시간의 이동국의 파일럿 전력이다.

추가의 실시예는 네트워크를 제공하는데, 우선 순위 값의 계산은

의 함수인데, 여기서, Priority(i)는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며,

는 소정의 시간 주기 동안 평균된 이동국의 파일럿 파워이며,

는 스케줄링 순간에서 이동국의 파일럿 파워이며, a(i)는 가중 팩터이다.

또다른 실시예는 네트워크를 포함하는데, 가중 팩터는 함수

에 따라 계산된다.

추가의 실시예는 무선 통신 시스템에 장치를 제공하는데, 프로세싱 엘리먼트; 프로세싱 엘리먼트에 결합된 메모리 저장 엘리먼트를 포함하며, 상기 메모리 저장 엘리먼트는, 다수의 이동국으로부터의 채널 컨디션 표시자를 수신하는 수단; 채널 컨디션 표지사에 기초하여 각각의 이동국에 대한 우선 순위 값을 계산하는 수단; 및 계산된 우선 순위에 기초하여 다수의 이동국을 스케줄링하는 수단을 실행하기 위해 컴퓨터 판독가능 명령을 저장하도록 적용된다.

본원 방법 및 장치의 특징, 목적 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 설명으로부터 명확할 것이다.

도1은 본원 실시예에 다른 무선 통신 시스템이다.

도2는 채널 민감 스케줄링 알고리즘을 지원하는 무선 통신 시스템이다.

도3은 무선 통신 시스템에서 외부 및 내부 루프 파워 제어의 상호 작용을 나타낸 도면이다.

도4는 소프트 핸드오프 동안 사용자 장치(UE)를 위한 파워 제어를 나타낸 도면이다.

도5는 업링크 스케줄링을 나타낸 도면이다.

도6은 본원 실시예에 따른 그리디 필링(greedy filling)을 이용한 채널 민감 스케줄의 블록도이다.

현대의 통신 시스템은 다양한 애플리케이션을 지원하고자 노력하고 있다. 이러한 통신 시스템은 코드 분할 다중화 접속(CDMA) 시스템으로, 이중 모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템에 대한 TIA/EIA-95 이동국-기지국 호환 표준 및 IS- 95로 언급되는 그 계통에 따른다. CDMA 시스템은 지상통신 링크를 통해 사용자들 사이에서 음성 및 데이터 통신을 가능하게 한다. 다른 통신 시스템은 광대역 코드 분할 다중화 접속(WCDMA) 시스템이다. 다중화 접속 통신 시스템에서 CDMA 기술의 사용은 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS"로 명명된 미국 특허 4,901,307, 및 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"으로 명명된 미국특허 5,103,459에 개시되어 있으며, 본원 출원인에게 양도되었으며, 본 명세서에 참조된다.

CDMA 시스템 또는 WCDMA 시스템에서, 사용자들 사이의 통신은 하나 이상의 기지국을 통해 전달된다. 무선 통신 시스템에서, 순방향 링크는 기지국으로부터 가입자국으로 신호가 전달되는 채널과 관련하며, 역방향 링크는 가입자국으로부터 기지국으로 신호가 전달되는 채널과 관련한다. 역방향 링크상의 데이터를 기지국으로 송신함으로써, 일 가입자국상의 제1 사용자는 제2 가입자국상의 제2 가입자와 통신한다. 기지국은 제1 가입자국으로부터 데이터를 수신하고 데이터를 제2 가입자국으로 기능하는 기지국으로 전달한다. 가입자국의 위치에 따라, 이 둘은 단일 기지국 또는 다중 기지국에 의해 기능할 수 있다. 소정의 경우, 제2 가입자국으로 기능하는 기지국은 데이터를 순방향 링크상에 송신한다. 제2 가입자국과의 통신 대신, 가입자국은 서비스 기지국과의 접속을 통해 지상통신 인터넷과 또한 통신할 수 있다. IS-95에 부합하는 무선 통신에서, 순방향 링크 및 역방향 링크 신호는 디스조인트된 주파수 대역내에서 송신된다.

WCDMA 시스템은 CDMA 시스템과 약간 상이한 용어를 사용한다. WCDMA 시스템에는 3개의 주요한 서브 시스템이 있다. 사용자 장치(UE)는 모바일, 고정국, 데이터 터미널 또는 다른 장치일 수도 있다. UE는 사용자의 가입정보를 포함하는 범용 가입자 식별 모듈(USIM)을 포함한다. 액세스 네트워크(AN)는 네트워크를 액세스하기 위한 무선 설비를 포함한다. 이는 범용 지상통신 무선 액세스 네트워크(UTRAN) 또는 GSM 에볼루션(GSM/EDGE) 무선 액세스 네트워크(GSM/EDGE RAN)용 이동 통신/강화된 데이터 레이트를 위한 글로벌 시스템일 수 있다. 코어 네트워크(CN)는 회로 스위칭 셀을 위한 공용 스위칭 전화 네트워크(PSTN) 또는 패킷 스위칭 셀을 위한 패킷 데이터 네트워크(PDN)에 접속하기 위한 스위칭 및 라우팅 성능을 포함한다. 코어 네트워크는 또한 이동성 및 가입자 위치 관리 및 인증 서비스를 포함한다.

도1은 다수의 사용자를 지원하는 통신 시스템(100)의 예를 도시하고, 본 명세서에 기술된 적어도 일부의 특징 및 실시예를 구현할 수 있다. 소정의 다양한 알고리즘 및 방법은 시스템(100)에서 스케줄 송신을 위해 사용될 수도 있다. 시스템(100)은 다수의 셀(102A 내지 102G)에 대해 통신을 제공하며, 이들 각각은 대응하는 기지국(104A 내지 104G)에 의해 서비스된다. 실시예에서, 소정의 기지국(104A)은 다중 수신 안테나를 가지며, 그 외의 기지국은 하나의 수신 안테나만을 갖는다. 유사하게, 소정의 기지국(104)은 다중 송신 안테나를 가지며, 그 외의 기지국은 단일 송신 안테나를 갖는다. 송신 안테나와 수신 안테나의 조합에는 제한이 없다. 따라서, 기지국(104)이 다중 송신 안테나 및 단일 수신 안테나를 갖거나, 다중 수신 안테나 및 단일 송신 안테나, 또는 단일 또는 다중 송신 및 수신 안 테나를 갖는 것이 가능하다.

통신 가능 구역 내의 터미널(106)은 고정식(즉, 정적) 또는 이동식일 수 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 다양한 터미널(106)이 시스템 전체에 분포된다. 각각의 터미널(106)은 가능하면 적어도 하나 이상의 기지국과, 예를 들어, 소프트 핸드오프가 사용되는지 또는 터미널이 다중 기지국으로부터 (동시에 또는 순차적으로) 다중 송신을 수신하도록 설계되고 동작하는지에 따라 소정의 주어진 순간에 다운링크 및 업링크 상에서 가능하면 하나 이상의 기지국(104)과 통신한다. CDMA 통신 시스템에서 소프트 핸드오프는 기술 분야에서 공지되어 있으며, "Method and system for providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System"으로 명명된 미국 특허 5,101,501에 개시되는데, 이는 본 발명의 양수인에게 양도되었다.

다운링크는 기지국으로부터 터미널로의 송신에 관련하고, 업링크는 터미널로부터 기지국으로의 송신에 관련한다. 실시예에서, 소정의 터미널(106)은 다중 수신 안테나를 가지며, 그 외의 터미널은 단지 하나의 수신 안테나를 갖는다. 도1에서, 예를 들어, 기지국(104A)은 다운링크상에서 데이터를 터미널(106A 및 106J)로 송신하며, 기지국(104B)은 데이터를 터미널(106B 및 106J)로 송신하며, 기지국(104C)은 데이터를 터미널(106C)로 송신한다.

무선 데이터 송신에 대한 증가하는 요구 및 무선 통신 기술을 통해 이용가능한 서비스의 확장은 특정 데이터 서비스의 개발을 초래하였다. 송신된 데이터의 양 및 송신의 수가 증가함에 따라, 무선 송신을 위해 이용가능한 한정된 대역폭은 임계 리소스가 된다. 게다가, 간섭은 현저한 문제가 된다. 송신이 효율적으로 송신될 수 있는 채널 조건은 영향을 미칠 수도 있다. 따라서, 무선 통신 시스템에서 스케줄링 송신의 채널 민감 수단이 필요하다. 실시예에서, 도1에 도시된 시스템(100)은 고속 데이터 레이트(HDR) 서비스를 갖는 WCDMA 시스템과 일치한다.

WCDMA 시스템은 시스템 구조의 미디어 액세스 제어(MAC) 층을 이용하여 데이터 송신을 관리한다. 데이터 송신은 송신 포맷 조합(TFC)의 선택을 이용한다. TFC 선택은 MAC 층에 의해 행해진다. 각각의 무선 프레임의 경우, 물리층은 MAC 층으로부터 데이터를 요청한다. MAC는 얼마나 많은 데이터를 MAC 층이 송신을 위해 물리층으로 전달할 수 있는지를 결정하기 위해 얼마나 많은 데이터가 송신을 위해 이용가능한 지를 결정하기 위해 무선 링크 제어(RLC)에 질문한다. 송신 포맷 조합 표시자(TFCI)는 사용중인 TFC를 나타낸다. 예로써, 패킷 스위칭 데이터 호를 고려하자. 물리층 채널은 최대 데이터 레이트까지 가변 길이 프레임을 운반하도록 구성된다. RLC 로직 채널상의 이용가능한 데이터에 기초하여, MAC는 프레임 기반에 의해 프레임상의 물리적 채널의 데이터 레이트를 궁극적으로 결정하는 송신 포맷 조합을 선택한다.

데이터를 시그널링하는 것이 때때로 중단되면, 대부분 신호 무선 베어러(SRB)상의 송신에 이용가능한 프로토콜 데이터 유닛(PDU)이 존재하지 않을 것이다. 택일적으로, 동시에 다중 SRB상의 송신을 위해 이용가능한 데이터가 있을 수도 있다. 후자의 경우, MAC는 어떤 SRB가 데이터를 송신할 지를 결정하기 위해 로직 채널 우성 순위를 사용한다.

패킷 스위칭 데이터는 고유하게 폭주하여, 송신에 이용할 수 있는 데이터의 양은 프레임마다 변화할 수 있다. 더 많은 데이터가 이용가능하면, MAC는 더 높은 데이터 레이트를 선택할 수도 있다. 시그널링 및 사용자 데이터가 이용가능하면, MAC는 더 높은 우선 순위 채널로부터 송신된 데이터의 양을 최대화하기 위해 이들 사이에서 선택해야 한다.

송신 블록은 MAC와 물리층 사이에서 교환된 데이터의 기본 유닛이다. 송신 블록은 제로 또는 더 많은 송신 블록의 세트이다. 소정의 송신 채널의 경우, 물리층은 송신 시간 간격마다(TTI) MAC로부터 데이터를 요청한다. 데이터의 큰 블록을 작은 블록의 세트로 나누는 이점은 더 작은 블록들 각각이 개별적인 순환 리던던시 체크(CRC)를 가질 수 있다는 것이다. 에러는 하나의 블록에서 발생하며, 다른 블록은 영향을 받지 않은 채로 남겨둔다. 만일 큰 블록의 데이터에 대해 단지 하나의 CRC가 존재하면, 단일 에러는 전체 블록이 사용될 수 없게 할 것이다.

송신 포맷은 TTI 동안 MAC가 물리층으로 전달할 수도 있는 송신 블록 크기 및 블록의 수를 한정한다. 송신 포맷 세트는 각각의 송신 채널에 대한 유효한 모든 송신 포맷을 한정한다. 예를 들어, 데이터를 스트리밍하기 위해 57.6 kbps 회로 스위치 무선 액세스 베어러를 지원하기 위해, 송신 블록 크기는 576비트이며, 49ms TTI로 네 개의 블록이 하나의 송신 블록에서 송신될 수 있다. 송신 포맷은 전술한 예의 경우 TF0 내지 TF3로 라벨링된다.

다중 송신 채널은 코딩된 합성 송신 채널(CCTrCh)로 다중화될 수도 있다. 각각의 송신 채널은 그에 대해 한정된 송신 포맷 세트를 갖는다. 송신 포맷 조합 (TFC)은, CCTrCh에 맵핑된 송신 채널에 걸쳐 동시에 사용될 수 있는, 각각의 송신 채널 중 하나인, 송신 포맷들 중 하나의 조합을 한정한다. 예를 들어, 각각의 통상 음성 구성에 대한 TFC는 회로 스위칭 무선 액세스 베어러(CS RAB) 서브플로우가 맵핑되는 전용 채널(DCH) 각각으로부터 하나의 블록 및 네 개의 SRB가 맵핑되는 DCH로부터 하나의 블록을 선택한다.

CCTrCh 구성의 일부로서, MAC에는 송신 포맷 조합 세트(TFCS)가 제공된다. TFCS는 CCTrCh에 대해 허가된 모든 TFC를 리스트한다. 각각의 무선 프레임 경계에서, MAC는 TFCS로부터 TFC를 선택할 책임이 있다. MAC는 각각의 로직 채널의 버퍼 상태, 각각의 로직 채널의 상대적인 우선 순위, 및 각각의 로직 채널에 대한 서비스 파라미터의 품질에 대한 선택에 기초한다. 각각의 로직 채널의 특성에 따라, MAC는 특정 TTI 경계에서 송신될 수 없는 데이터를 상이한 방식으로 처리할 수 있다. 예를 들어, 비실시간 데이터는 미래의 송신을 위해 대기할 수도 있는 반면, 비디오를 스트리밍하는 데이터는 폐기될 수도 있다.

송신 포맷 조합 표시자(TFCI)는 특정 TFC에 대한 TFCS로의 지수이다. 물리 채널은 각각의 무선 프레임의 TFCI를 송신하도록 구성될 수도 있으며, 수신기가 각각의 무선 프레임에 사용된 TFC를 신속히 결정하게 한다.

최소 TTI마다, MAC는 각각의 송신 채널로부터 송신될 비트의 수를 결정하기 위해 송신 포맷 조합(TFC) 선택을 실행한다. 송신 블록이 송신을 위한 물리층으로 전달되면, MAC는 어느 TFC가 선택되었는지는 나타낸다. MAC는 송신 포맷 조합 표시자(TFCI)를 이용하여 TFC를 나타내는데, 이어 이는 전용 물리 제어 채널상으로 송신된다.

데이터 송신을 지원하고 다중 사용자에게 스케줄링 송신을 위해 적용되는 통신 시스템의 일 예가 도2에 도시된다. 도2는 도1로부터 기지국(104)의 동작을 도시한다. 도2는 이하에서 상세히 설명되는데, 특히, 기지국 또는 노드(B)(220) 및 기지국 제어기(210)는 패킷 네트워크 인터페이스(206)와 인터페이스한다. 기지국 제어기(210)는 시스템(200)에서 송신을 위해 스케줄 알고리즘을 구현하기 위한 채널 스케줄러(212)를 포함한다. 채널 스케줄러(212)는 데이터가 전술한 대로 송신될 동안 TTI를 결정한다.

게다가, 채널 스케줄러(212)는 송신을 위해 특정 데이터 큐를 선택한다. 이어 송신될 데이터의 관련된 양은 데이터 큐(230)로부터 검색되며 데이터 큐(230)와 관련한 원격국으로의 송신을 위해 채널 엘리먼트(226)에 제공된다. 후술된 바와 같이, 채널 스케줄러(212)는 데이터를 제공하기 위한 큐를 선택하는데, 이는 다음 TTI에 송신된다.

심지어 패킷의 단지 일부가 송신되면 사용자가 패킷을 올바르게 수신하는 것이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 이는 채널 조건이 사용자에 의해 예상된 것보다 양호할 때 발생한다. 이 경우, 사용자는 패킷이 이미 올바르게 수신되었으며 패킷의 나머지 부분은 송신될 필요가 없음을 나타내는 "ACK" 신호를 기지국으로 송신한다. 이러한 경우, 전체 데이터 패킷은 짧은 서비스 간격을 통해 사용자에게 효율적으로 송신되며, 그로 인해 패킷이 송신되는 효율적인 데이터 레이트를 향상시킨다. 이어 기지국은 다른 패킷을 동일한 사용자 또는 상이한 사용자에게 송신 하기 위해 패킷의 나머지 일부를 송신하도록 근본적으로 예정된 시간 슬롯을 재할당한다. 이러한 프로세스는 일반적으로 자동 반복 요청(ARQ)으로 언급된다.

시스템 지원 ARQ에서, 데이터 패킷은 예정된 수의 송신을 위해 스케줄링되며, 각각의 송신은 상이한 정보를 포함할 수 있다. 다중 송신은 다른 패킷들과 연속적으로 인터포즈(interpose)된다. 수신기가 패킷을 디코드하고 프로세싱하기 위해 충분한 정보를 수신한 경우, 수신기는 더 이상의 정보가 현재의 패킷을 위해 필요하지 않은 송신기로 표시자를 송신한다. 이어 송신기는 현재 패킷을 위해 다른 패킷으로 근본적으로 스케줄링된 슬롯을 스케줄링하는데 자유롭다. 이러한 방식으로, 시스템 리소스는 보존되고 수신기에 대한 송신 시간이 감소된다.

가변 레이트 통신 시스템의 예의 기본 서브 시스템을 도시하고 있는 블록도가 도2에 도시된다. 기지국 제어기(210)는 패킷 네트워크 인터페이스(206), 공중 전화 교환망(PSTN)(208), 및 통신 시스템의 모든 기지국 또는 노드(B)(도2에는 간략화를 위해 오직 하나의 기지국(220)이 도시됨)와 인터페이스한다. 기지국 제어기(210)는 통신 시스템의 원격국과 패킷 네트워크 인터페이스(206) 및 PSTN(208)에 접속된 다른 사용자들 사이의 통신을 조정한다. PSTN(208)은 표준 전화 네트워크(도2에 미도시)를 통해 사용자와 인터페이스한다.

기지국 제어기(210)는 간략화를 위해 비록 하나만이 도2에 도시되었지만, 많은 선택 엘리먼트(216)를 포함할 수도 있다. 각각의 선택 엘리먼트(216)는 하나 이상의 기지국 또는 노드(Bs)(220)와 하나의 원격국(미도시) 사이의 통신을 제어하기 위해 할당된다. 만일 선택 엘리먼트(216)가 소정의 원격국에 할당되지 않으면, 호 제어 프로세서(218)에는 원격국으로 페이징할 필요성을 통보된다. 이어 호 제어 프로세서(218)는 기지국(220)이 원격국으로 페이징할 것을 지시한다.

데이터 소스(202)는 다량의 데이터를 포함하는데, 이는 소정의 원격국으로 송신된다. 데이터 소스(202)는 데이터를 패킷 네트워크 인터페이스(206)에 제공한다. 패킷 네트워크 인터페이스(206)는 데이터를 수신하고 데이터를 선택 엘리먼트(216)로 라우팅한다. 이어 선택 엘리먼트(216)는 데이터를 목표 원격국과 통신하고 있는 각각의 기지국(220)으로 송신한다. 실시예에서, 각각의 기지국(220)은 데이터 큐(230)를 유지하는데, 이는 원격국으로 송신될 데이터를 저장한다.

데이터는 데이터 큐(230)로부터 채널 엘리먼트(226)로 데이터 패킷으로 송신된다. 실시예에서, 순방향 링크상에서, "데이터 패킷"은 다량의 데이터를 의미하며, 이는 최대 1024 비트이며 예정된 "시간 슬롯"(예를 들어, 약 1.667msec) 내의 목표 원격국으로 송신될 데이터의 양이다. 각각의 데이터 패킷의 경우, 채널 엘리먼트(226)는 필요한 제어 필드를 삽입한다. 실시예에서, 채널 엘리먼트(226)는 데이터 패킷 및 제어 필드의 엔코딩인 순환 리던던시 체크(CRC)를 실행하고 코드 테일 비트를 삽입한다. 데이터 패킷, 제어 필드, CRC 패리티 비트, 및 코드 테일 비트는 포맷된 패킷을 포함한다. 실시예에서, 채널 엘리먼트(226)는 포맷된 패킷을 엔코딩하고 엔코딩된 패킷 내의 실볼을 인터리빙(또는 재배열)한다. 실시예에서, 인터리빙된 패킷은 왈시 코드로 커버링되며, 짧은 PNI 및 PNQ 코드로 확산된다. 이러한 PNI 및 PNQ 코드는 CDMA 무선 시스템에 잘 공지된다. 확산 데이터는 신호를 직교 변조하고, 필터링하고 증폭시키는 RF 유닛에 제공된다. 순방향 링크 신호 는 안테나를 통해 순방향 링크 및 이동국 또는 UE로 무선 송신된다.

원격국에서, 순방향 링크 신호는 안테나에 의해 수신되고 수신기로 라우팅된다. 수신기는 신호를 필터링, 증폭, 직교 변조 및 양자화한다. 디지털화된 신호는 복조기(DEMOD)로 제공되는데, 여기서 이는 짧은 PNI 및 PNQ 코드로 역확산되고 왈시 코드로 역커버링된다. 복조된 데이터는 디코더로 제공되는데, 이는 기지국(220)에서 실행된 신호 프로세싱 함수의 반전, 특히 디인터리빙, 디코딩 및 CRC 체크 기능을 실행한다. 디코딩된 데이터는 데이터 싱크에 제공된다.

전술한 바와 같이, 하드웨어는 순방향 링크를 통한 데이터, 메시징, 음성, 비디오 및 다른 통신의 가변 레이트 송신을 지원한다. 데이터 큐(230)로부터 송신된 데이터의 레이트는 원격국 또는 UE에서 신호 강도 및 잡음 환경에서의 변화를 수용하기 위해 변화한다. UE는 ACK/NACK 메시지를 포함하는 데이터의 수신과 관련한 정보를 노드(B)로 송신한다. 게다가, 전송 전력에 대한 정보도 송신된다. 결론적으로, 원격국의 회로는 신호 강도를 측정하고 장래의 송신을 위한 레이트 정보를 결정하기 위해 원격국의 잡음 환경을 추정한다.

각각의 UE에 의해 송신된 신호는 역방향 링크 채널을 통해 전달되고 RF 유닛(228)에 결합된 수신 안테나를 통해 기지국에서 수신된다. 실시예에서, 파일럿 파워 및 데이터 레이트 정보는 채널 엘리먼트(226)에서 복조되며 기지국 제어기(210)에 위치된 채널 스케줄러(212) 또는 기지국(220)에 위치된 채널 스케줄러(232)에 제공된다. 제1 실시예에서, 채널 스케줄러(232)는 기지국(220)에 위치된다. 택일적 실시예에서, 채널 스케줄러(212)는 기지국 제어기(210)에 위치되며, 기지국 제 어기(210) 내의 선택 엘리먼트(216)에 접속한다.

제1 실시예에서, 채널 스케줄러(232)는 각각의 원격국에 대해 큐잉된 데이터의 양을 나타내는 데이터 큐(230)로부터의 정보, 또는 소위 "큐 사이즈"를 수신한다. 이어 채널 스케줄러(232)는 기지국(220)에 의해 수신된 각각의 UE에 대한 채널 조건에 기초한 스케줄링을 실행한다. 만일 큐 사이즈가 택일적 실시예에 사용된 스케줄링 알고리즘을 위해 사용되면, 채널 스케줄러(212)는 선택 엘리먼트(216)로부터 큐 사이즈 정보를 수신할 수도 있다.

하나 이상의 사용자에게 패킷을 송신하는 동안, 사용자는 송신된 패킷의 일부를 포함하는 각각의 시간 슬롯 이후의 "ACK" 신호를 송신한다. 각각의 사용자에 의해 송신된 ACK 신호는 역방향 링크 채널을 통해 전달되며 RF 유닛(228)에 결합된 수신 안테나를 통해 기지국(220)에서 수신된다. 실시예에서, ACK 정보는 채널 엘리먼트(226)에서 복조되며 기지국 제어기(210)에 위치된 채널 스케줄러(212) 또는 기지국(220)에 위치된 채널 스케줄러(232)에 제공된다. 제1 실시예에서, 채널 스케줄러(232)는 기지국(220)에 위치된다. 택일적 실시예에서, 채널 스케줄러(232)는 기지국 제어기(210)에 위치되며, 기지국 제어기(210) 내의 모든 선택 엘리먼트에 접속한다.

본 발명의 실시예는 다른 하드웨어 구조에 적용가능한데, 이는 가변 레이트 송신을 지원할 수 있다. 본 발명은 역방향 링크상의 가변 레이트 송신을 커버하기 위해 용이하게 확장될 수 있다. 예를 들어, 기지국(220)은 원격국으로부터 수신된 신호의 강도를 측정하고 원격국으로부터 데이터를 수신하는 레이트를 결정하기 위 해 잡음 환경 및 파워 요구를 추정한다. 이어 기지국(220)은 각각의 관련된 원격국으로 역방향에서 데이터가 원격국으로부터 송신되는 레이트를 송신한다. 이어 기지국(220)은 순방향 링크에 대해 설명된 것과 유사한 방식으로 역방향 링크 상의 상이한 데이터 레이트에 기초한 역방향 링크상으로 스케줄 송신을 할 수도 있다.

또한, 전술한 실시예의 기지국(220)은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식 또는 WCDMA 방식을 사용하여 기지국 또는 노드(B)(220)와 관련한 나머지 원격국을 배제하고 원격국 중 선택된 하나 또는 선택된 것들로 송신한다. 소정의 특정한 시간에, 기지국(220)은 수신 기지국(들) 또는 노드(B)(220)에 할당된 코드를 사용함으로써 원격국 중 선택된 하나 또는 선택된 것들로 송신한다. 그러나 이러한 방식은 또한 선택적으로 송신 리소스를 할당하기 위해 다른 기지국들(220)을 배제하고 상이한 시분할 다중 액세스, TDMA, 기지국(들)(220)을 선택하기 위해 데이터를 제공하는 방법을 이용하는 다른 시스템에 또한 적용가능하다.

채널 스케줄러(212)는 순방향 링크 상의 가변 레이트 송신을 스케줄링한다. 채널 스케줄러(212)는 큐 사이즈를 수신하는데, 이는 원격국으로 송신할 데이터의 양, 및 원격국으로부터의 메시지를 나타낸다. 채널 스케줄러(212)는 바람직하게 간섭을 최소화하면서 최대 데이터 출력의 시스템 목표를 달성하기 위해 데이터 송신을 스케줄링한다.

도1에 도시된 바와 같이, 원격국은 통신 시스템을 통해 역확산되며 순방향 링크 상의 제로 또는 하나의 기지국 또는 노드(B)와 통신할 수 있다. 실시예에서, 채널 스케줄러(212)는 전체 통신 시스템을 통해 순방향 링크 데이터 송신을 조정한 다. 고속 데이터 송신을 위한 스케줄링 방법 및 장치는 1997년 2월 1일 출원된 "Method and Apparatus for Forward Link Rate Scheduling"으로 명명된 미국 특허 출원 시리즈 번호 08/798,951에 개시되는데, 이는 본 발명의 출원인에게 양도되었으며, 본 명세서에 참조된다.

실시예에 따라, 채널 스케줄러(212)는 컴퓨터 시스템에 구현되는데, 이는 프로세서, RAM, 및 프로세서에 의해 실행될 명령을 저장하기 위한 프로그램 메모리(미도시)를 포함한다. 프로세서, RAM 및 프로그램 메모리는 채널 스케줄러(212)의 기능에 전용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 프로세서, RAM, 및 프로그램 메모리는 기지국 스케줄러(210)에서 추가의 기능을 실현하기 위해 공유된 컴퓨팅 리소스의 일부이리 수도 있다. 실시예에서, 일반화된 스케줄러는 도2에 도시된 시스템(200)에 적용되며 이하에서 상술된다. 데이터 송신을 스케줄링하기 위해 채널 민감 스케줄링을 구현하기 위해 사용된 BSC(210) 및 BS(220) 내의 이러한 모듈은 이하에서 설명된다.

무선 데이터 애플리케이션에 대한 요구가 증가하면서, 매우 효율적인 무선 데이터 통신 시스템에 대한 요구가 현저히 증가하였다. IS-95 표준은 순방향 및 역방향 링크를 통해 트래픽 데이터 및 음성 데이터를 송신할 수 있다. IS-95 표준에 따라, 트래픽 데이터 또는 음성 데이터는 14.4Kbps만큼 높은 데이터 레이트를 갖는 20밀리초 폭인 코드 채널 프레임으로 분할된다. IS-95 시스템에서, 각각의 가입자국은 직교 순방향 링크 채널의 제한된 수 중 적어도 하나에 할당된다. 기지국과 가입자국 사이의 통신이 진행중인 반면, 순방향 링크 채널은 가입자국에 할당 된채 유지된다. 데이터 서비스가 IS-95 시스템에 제공될 때, 순방향 링크 채널은 가입자국에 송신될 순방향 링크 데이터가 없는 시간 동안에도 가입자국에 할당된채 유지된다.

음성 서비스와 데이터 서비스 사이의 현저한 차이는 통상적으로 전자에 엄격하고 고정된 지연 요구가 부가된다는 것이다. 통상적으로 스피치 프레임의 전체의 일방향 지연은 100밀리초 이하로 특정된다. 대조적으로, 데이터 지연은 데이터 통신 시스템의 효율을 최적화하는데 사용되는 가변 파라미터가 된다.

음성 서비스와 데이터 서비스 사이의 또 다른 현저한 차이는 통상적으로 전자가 신뢰가능한 통신 링크를 필요로 하는 것이며, 이는 CDMA 또는 WCDMA 통신 시스템의 예에서, 소프트 핸드오프에 의해 제공된다. 소프트 핸드오프는 신뢰도를 개선하기 위해 두 개 이상의 기지국으로부터 리던던트 송신을 초래한다. 그러나 이러한 추가의 신뢰성은 에러로 수신된 데이터 패킷이 송신될 수 있기 때문에 데이터 송신을 위해 요구되지 않는다. 데이터 서비스를 위해, 핸드오프를 지원하기 위한 전송 전력은 추가의 데이터를 송신하기 위해 더욱 효율적으로 사용될 수 있다.

데이터 패킷 및 평균 출력을 전달하기 위해 요구되는 송신 지연은 데이터 통신 시스템의 품질 및 효율을 한정하는데 사용되는 두 속성이다. 송신 지연은 음성 통신을 위해 작용하므로 통상적으로 데이터 통신에서 동일한 영향을 가지 않지만, 이는 데이터 통신 시스템의 품질을 측정하기 위한 중요한 표준이다. 평균 출력 레이트는 통신 시스템의 데이터 송신 성능의 효율의 측정이다. 출력 레이트는 또한 송신을 위해 요구되는 전력의 양에 의해 영향을 받는다. 전력 요구에 기초한 스케 줄링 송신의 채널 민감 방법이 필요하다. 무선 통신 시스템에서 전력 요구는 이하에서 설명된다.

WCDMA는 간섭 제한 시스템이며, 이는 이웃한 셀 및 다른 사용자가 소정의 단일 셀의 업링크 및 다운링크 성능을 제한하는 것을 의미한다. 성능을 최대화하기 위해, 간섭을 발생시키는 다른 신호 전력이 최소화되어야 한다. 이는 신호대 간섭(Eb/No) 요구를 최소화하고, 오버헤드 채널 전력을 최소화하고, 제어 전용 채널 전력을 최소화하는 것을 포함한다. 우수한 모바일 폰 성능은 긴 배터리 수명을 포함한다. 이를 달성하기 위해, 모바일 폰은 전용 채널 송신, 오버헤드 채널 모니터링 및 송신을 위한 최소 전력 세팅을 이용하는 송신 동안 자신의 전력을 최소화해야 한다.

로버스트 CDMA 또는 WCDMA 시스템은 우수한 전력 제어를 필요로 한다. 전력 제어는 모바일 또는 UE 및 네트워크의 전송 전력을 최소화한다. CDMA 및 WCDMA 시스템이 간섭 제한적이므로, 모든 사용자로부터의 전력을 감소시크는 것은 시스템의 성능을 향상시킨다. 전력 제어의 비효율은 전체 시스템 성능을 감소시킨다.

전력 제어의 가장 기본적인 문제는 근거리-원거리 문제이다. 클로즈-인(close-in) 송신기는 송신기보다 더욱 용이하게 훨씬 멀리 수신된다. 전력 제어는 이러한 송신기가 이러한 전력 레벨에서 수신된 신호가 송신기가 훨씬 멀리 위치됨에 따라 동일 또는 거의 동일하게 송신되게 한다.

효율적인 전력 제어는 시스템 성능 상실을 최소화하기 위해 신속한 피드백을 필요로 한다. 신속한 전력 제어는 내부 루프 전력 제어로 알려져 있으며 1500Hz로 실행된다. 따라서, 송신기는 전력을 증가 또는 감소시키기 위해 수신기로부터 초당 1500회의 명령을 얻는다.

음성 호의 경우, 우수한 성능의 서비스는 거의 1% 블록 에러 레이트(BLER)이다. 1% BLER을 유지하기 위해, 소정의 신호대 간섭(SIR)이 요구될 수도 있다. 만일 사용자가 클러터한(cluttered) 환경에서 고속으로 이동하는 것과 같은 불량한 페이딩 환경에 있으면, 사용자는 클러터 없는 환경에서 느리게 이동하는 것과 같은 우수한 페이딩 환경에 있는 사용자보다 더 높은 SIR 목표를 필요로 한다. 두 사용자가 1% BLER을 필요로 하므로, 전력 제어는 올바른 SIR 목표를 찾아야 한다. 올바른 SIR 목표를 찾는 프로세스는 외부 루프 전력 제어로 불려진다. SIR 목표에서의 차이는 수신 전력에서의 차이를 유발한다.

폐루프 프로세스는 다운링크 및 업링크에 대한 전송 전력을 제어한다. 폐루프 전력 제어는 3단계 프로세스이다. 송신이 행해지고, 측정이 수신기에서 행해지며, 전력이 증가 또는 감소되어야 하는지를 나타내는 피드(feed)가 송신기에 제공된다.

폐루프 프로세스는 초기 송신 레벨에 무관하게 결론적으로 모바일 또는 UE 전송 전력을 올바르게 할 수 있다. 현저한 이득은 UE의 초기 송신 레벨이 적절한 전력에 근접할 경우 달성될 수 있다. 표준의 선택은 폐루프 프로세스를 필요로 하는 속도에 의해 영향을 받는다. 블록 에러 레이트(BLER)는 우수한 표준이지만, BLER을 측정하는 것은 시간 소모적인 프로세스일 수 있다. 만일 더 신속한 응답이 필요하면, Eb/No가 더 좋은 선택일 수도 있다. 전력 제어 명령에 대한 신속한 응 답을 위해, 다중 명령이 무선 프레임마다 송신된다.

도3은 외부 루프 및 내부 루프 제어 메카니즘의 상호작용을 도시한다. BLER에 기초한 SIR 목표 알고리즘은 저속으로 조절될 수도 있다. BLER이 순환 리던던시 체크(CRC)에 기초하고 적응형 다중 레이트(AMR) 음성 CRC가 20ms 송신 시간 간격(TTI)으로 수신되므로, 외부 루프 전력 제어가 조절될 수 있는 것을 초당 50회가 가장 빠르다.

내부 루프 전력 제어는 SIR 추정을 사용한다. SIR 추정은 매 슬롯마다(10ms 무선 프레임당 15회) 통상적으로 계산되는데, 이는 전용 물리적 제어 채널 파일럿 전력이 모든 샷에 존재하기 때문이다. 내부 루프는 SIR 목표로 제공된다. 만일 SIR 추정이 SIR 목표보다 크면, 내부 루프는 전송 전력의 감소를 위해 시그널링한다. 만일 SIR 추정이 SIR 목표보다 작으면, 내부 루프는 전송 전력의 증가를 위해 시그널링한다. 이는 신속하게 변화하는 페이딩 조건을 위한 신속한 보상을 위해 대략 초당 1500회로 신속하게 발생한다.

내부 루프 및 외부 루프는 상호작용한다. 내부 루프는 느리게 변화하는 SIR 목표를 사용한다. 외부 루프는 SIR 목표를 내부 루프에 전달한다. 이러한 상호작용의 설명을 위해 도3을 참조하라.

UE는 자기 자신의 다운링크 폐루프 전력 제어 알고리즘을 실행한다. UE는 다수의 프레임에 대해 BLER을 측정할 수도 있으며 SIR 목표를 증가 및 감소시킬 수도 있다. SIR 목표 및 SIR 추정을 기초로, UE는 범용 지상 무선 액세스 네트워크(UTRAN)이 UE의 전용 채널 전송 전력을 증가 또는 감소시키게 한다. 노드(B)에 대 한 전력 조절의 범위는 통상적으로 약 20db이다.

다운링크 또는 내부 루프 전력 제어는 1500 또는 500Hz에서 실행된다. 전력 제어 명령은 UE와 통신하며, 채널 조건을 변화시키는데 응답하기 위해 신속하게 송신된다. 다중 노드(B)가 있는 경우, UE는 단일 업 또는 다운 명령을 다중 노드(B)에 송신한다. 약한 링크는 전력을 감소시키기 위해 거론될 수도 있으며, 이는 시스템의 전체 간섭을 감소시킬 것이다. 만일 더 강한 노드(B) 신호가 감쇠하면, UE는 전력 증가 명령을 시그널링한다. 전력 증가 명령의 수신시, 모든 노드(B)는 자신의 다운링크 전력을 증가시킨다.

업링크 전력 제어는 전술한 다운링크 전력 제어로부터 변화한다. UE는 셀 내의 어느 곳에든 위치할 수 있다. 하나의 UE가 셀로부터 수천 미터 떨어질 수도 있는 반면, 다른 UE는 단지 수백 미터 떨어져 있을 수도 있다. 따라서, 사용자는 셀로부터 자신의 변화하는 겨리 및 변화하는 다중 경로 환경으로 인해 경로 손실의 양을 현저히 변화시키는 경험을 한다. 경로 손실은 예를 들어 80db을 초과할 수 있다. 각각의 UE는 다른 사용자에 대한 간섭을 최소화하기 위해 송신이 초기 송신을 포함하는 적절한 레벨로 셀에 도달하는 것을 보장하도록 세심하게 전력 제어되어야 한다. 초기 전력 설정을 위해, UE는 개루프 추정을 사용한다. 개루프 추정을 위해, UE는 시그널링된 파라미터를 수신하고 채널 측정을 실행한다. 폐루프 전력 제어 동작 동안, UE에는 자신의 간섭을 최소화하는 피드백이 제공된다.

소프트 핸드오프에 포함된 UE는 상이한 노드(B)로부터 대립하는 전력 제어 명령을 수신할 수도 있다. UE는 간단한 법칙을 적용함으로써 충돌을 해결한다: 만 일 소정의 노드(B)가 UE에게 전력 감소를 명령하면, UE는 전력을 감소시킬 것이다. 이는 "다운의 OR"로 불려진다. 다중 셀(동일한 노드(B)) 핸드오프의 경우, UE는 두 셀로부터 동일한 명령을 수신해야 한다. 이를 알고 있다면, UE는 비트의 값에 대한 결정을 하기 전에 비트를 "소프트 결합"시킨다. 이때는 다운의 OR이 없는데, 이는 만일 신호가 두 셀이지만 동일한 노드(B)로부터의 온 것이면, 신호는 동일한 일반적인 페이딩 환경을 경험하기 쉽다. UE는 전술한 바와 같이, TPC 지표에 기초하여 두 무선 링크가 동일한 노드(B)로부터 온 것인지 구별할 수 있다.

도4는 소프트 핸드오버에서 UE를 도시한다. UE(404)는 노드(B1)(406) 및 노드(B2)(402)와 소프트 핸드오프 중이다. 시스템(400)은 노드(B) 및 UE를 포함한다.

핸드오버 동안, 각각의 노드(B)로부터 하나의 지표씩 6세트까지의 TPC 지표가 있을 수 있다. 만일 TPC 지표가 동일하면, 상기 셀들은 동일한 노드(B)에 대응한다는 것을 의미한다. 만일 노드(B)가 상이하면, TPC 지표는 상이할 것이다. UE는 소정의 노드(B)가 전력 다운 명령을 송신하면 전력을 다운시킬 것이다.

설명된 실시예는 스케줄링 알고리즘 및 우선순위의 변화에 적용가능하며, 전술한 사항에 한정되지 않는다. 명확화를 위해, 몇몇 스케줄링 알고리즘이 일반화된 스케줄러 및 다양한 구현예를 제공하기 위해 논의될 것이다.

본 발명의 실시예는 채널 민감 스케줄링에 기초하여 스케줄링 송신을 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다.

채널 민감 스케줄링은 WCDMA 시스템의 업링크 부분에 대한 소정의 강화에 의 존한다. 업링크 송신은 노드(B) 및 재송신되고 소프트 결합된 물리적 프레임에 의해 스케줄링될 수 있다. TTI는 2ms일 수 있는데, 이는 소프트 핸드오버에 있지 않은 UE에 대해 사용된다. 소프트 핸드오버 중인 UE의 경우, 10ms의 TTI가 사용될 수도 있다. 그러나 네트워크는 어떤 UE가 10ms에 할당되고 어떤 UE가 2ms에 할당되는지를 결정한다.

짧은 TTI는 채널 민감 스케줄링을 가능하게 한다. 채널 민감 스케줄링은 업링크 출력을 현저히 증가시키고 지연을 감소시킨다. 소정의 실질적인 스케줄링 알고리즘은 시스템의 UE가 적어도 소정의 출력을 수신하는 것을 보장하기 위해, 적어도 소정의 공평함을 제공해야 한다. UE는 자신의 전송 전력이 평균 전송 전력과 비교하여 낮으면 스케줄링되어, 결국 시스템에 대한 간섭 및 지연을 최소화하고 출력을 최대화한다.

도5는 노드(B1) 및 노드(B2)와 소프트 핸드오프 중인 업링크 상의 UE를 도시한다. 단일 노드(B)는 서비스 노드이다. 서비스 노드(B)만이 업링크 트래픽을 스케줄링한다. 도5에 도시된 예에서, 노드(B1)는 서비스 노드이며, 업링크 트래픽을 스케줄링한다. 소프트 핸드오버 중인 모든 노드(B)는 물리층 프레임을 디코딩하고 물리층 프레임의 성공적임 디코딩을 통지한다. 소정의 필요한 재송신은 동기화되고 조성의 시간 간격으로 첫 번째 송신에 뒤따른다. 재송신의 소프트 결합은 노드(B)에서 실행된다. 무선 네트워크 제어기(RNC)는 각각의 UE에 대해 서비스 노드를 인식한다.

채널 민감 스케줄링의 목적은 다른 셀에 대한 간섭을 감소시키고 이용가능한 업링크 리소스를 더욱 양호하게 이용하는 것이며, 그 결과 더 높은 출력 및 더 낮은 지연을 초래하는 것이다. UE는 채널 조건이 양호하면 스케줄링된다. 채널 조건이 양호하면, 송신된 파일럿 전력은 낮고 다른 셀들에 대한 간섭은 송신된 데이터의 동일한 양에 비해 더 적다. 단지 제1 서브 패킷이 스케줄링된다. 필요한 소정의 재송신은 초기 송신 직후 예정된 시간에 송신되며 독립적으로 스케줄링되지 않는다. 이는 하이브리드 ARQ 방법의 특성 때문이며, 소정의 재송신을 위해 시간을 고정시킨다.

하이브리브 ARQ 방법이 효율적으로 링크하므로 사용된다. 초기 송신은 목표 프레임 또는 블록 에러 레이트를 달성하기 위해 의도되지 않는다. 오히려, 프레임 또는 블록 에러 레이트가 소정의 요구된 재송신이 발생한 후 달성되도록 의도된다. 동기 하이브리드 ARQ 동작에서의 재송신은 사전에 한정된다. 예를 들어, 허락된 재송신의 최대 수는 3일 수 있다. 재송신은 송신 큐에서 특정 시간에 스케줄링되며 이러한 시간은 시스템이 동작을 위해 구성될 때 한정된다. 따라서, 제1 재송신은 채널 조건에 따라 스케줄링될 수 있으며, 제1 재송신을 스케줄링하는 것은 자동적으로 나머지 재송신 요구를 스케줄링한다.

시스템 동작 포인트는 채널 민감 스케줄링으로 변화하지 않는다. 1% 내지 5% 프레임 에러 또는 블록 에러 레이트는 유효하게 유지된다. 상기한 품질의 서비스 레벨을 달성하기 위해, 사용자는 열악한 채널 조건에서 더 많은 전력으로 송신할 수 있으며, 또는 역으로, 더 낮은 전송 전력 레벨로 상기한 품질의 서비스를 달성할 수도 있다. 채널 민감 스케줄링의 목적이 우선 더 낮은 전송 전력 레벨을 갖 는 사용자를 스케줄링하는 것인 반면, 전력 레벨은 사용자의 요청된 데이터 레이트와 관련된다. 더 높은 데이터 레이트는 통상적으로 더 많은 전송 전력을 필요로 한다. 예를 들어, 양호한 채널 조건에 있는 사용자 및 열악한 채널 조건에 있는 사용자는 동일한 전송 전력 레벨 요청을 가질 수도 있다. 더 우수한 채널 조건을 가진 사용자는 송신을 위해 더 높은 데이터 레이트를 이용하는 반면, 열악한 채널 조건에 있는 사용자는 더 낮은 데이터 레이트를 이용한다. 개선된 출력을 위해, 더 높은 데이터 레이트를 갖는 사용자는 더 낮은 데이터 레이트를 가진 사용자의 앞서 스케줄링된다. 그러나 만일 두 사용자가 동일한 데이터 레이트를 요청하면, 더 양호한 채널 조건을 가진 사용자가 더 적은 전송 전력을 사용할 것이며, 동일한 데이터 레이트를 달성하기 위해 더 많은 전송 전력을 요구하는 열악한 채널 조건에 있는 사용자에 앞서 스케줄링된다.

도6은 본 발명의 방법을 설명하는 흐름도이다. 방법(600)은 스케줄할 송신을 가지고 시작 블록(602)에서 시작한다. 스케줄러는 노드(B)에 위치되며 노드(B)와 소프트 핸드오프 중인 모든 UE의 리스트를 유지한다. 스케줄러는 노드(B)가 가장 우수한 다운링크 조건을 갖는 UE에게만 송신 리소스를 할당한다.

스케줄링은 노드(B)가 각각의 UE에 대한 큐 정보를 업데이트할 때 시작되며, 이는 도6의 단계(604)에서 스케줄링한다. 큐는 UE가 노드(B)에 의해 스케줄링된 모든 UE에 대해 송신하기 위해 요구한 데이터로 구성된다.

스케줄러는 단계(606)에서 스케줄링되기 위해 각각의 UEㅇ 대해 TFCS에서 허락된 최대 TFC를 계산한다. 최대 TFC를 계산하는 것은 전술한 프로세스를 구성하 고 최대 데이터 레이트의 계산을 간략화한다.

단계(608)에서, 스케줄러는 이용가능한 리소스를 업데이트한다. 이는 무선 시스템 및 사전 선택된 시스템 동작 포인트에 대한 열 이상의 허용가능한 상승을 포함한다. 예를 들어, 4dB은 시스템에 대한 열 이상의 허용가능한 상승일 수 있다. 열 이상의 상승은 각각의 UE의 수신된 전력에 기초하며, 각각의 UE에 의해 보여진 간섭의 추정을 포함한다. 또한 자율적 송신 및 추정의 순간에 소프트 핸드오프 중인 비스케줄링된 UE의 송신의 기여를 포함한다.

업데이트 추정을 완료한 후, 단계(610)의 스케줄러는 스케줄링 리스트 상의 각각의 UE의 평균 파일럿 전송 전력에 대한 통계치를 업데이트한다.

단계(612)에서, 스케줄러는 피드백이 이용가능할 때, UE 파일럿 전송 전력에 대한 정보를 업데이트 한다. 일단 업데이트가 완료되면, 스케줄러는 스케줄링 알고리즘(614)의 계산에 기초하여 우선순위 리스트를 생성한다.

스케줄링 알고리즘은 두 가지 주요한 특징을 갖는데, 이는 UE 요청의 우선 순위 및 최대 성능 이용을 위한 그리디 필링이다. UE 요청은 우선 순위 기능 계산의 결과에 따라 우선 순위된다. 각각의 UE는 이와 관련된 우선 순위 카운트를 갖는다. 초기에, UE의 우선 순위는 0으로 설정된다. 새로운 UE가 노드(B)가 서비스하는 시스템에 진입하거나 자신의 버퍼가 데이터의 결핍으로 아이들 상태인 후 비워있지 않게 되면, 그 우선 순위는

로 설정된다.

스케줄링의 순간에, 노드(B)에 위치된 스케줄러는 자신이 스케줄링하는 모둔 사용자의 파일럿 전력 레벨을 인식한다. 스케줄러는 이하의 두 선택적인 알고리즘에 따라 계산된 우선 순위 값을 저장함으로써 우선 순위 리스트를 생성한다.

에 따라 최대 임계치를 계산하는데, 여기서

는 i번째 사용자에 대한 우선 순위 값이며,

는 UE의 최대 파일럿 전력이며,

는 스케줄링의 순간의 사용자의 파일럿 전력이다.

에 따라 평균 임계치를 계산하는데, 여기서,

는 i번째 사용자에 대한 우선 순위 값이며,

는 소정의 시간 주기 동안 평균된 사용자의 파일럿 전력이며,

는 스케줄링 순간의 사용자의 파일럿 전력이고 가중 팩터이다. a(i)는 사용자의 속도를 나타내도록 선택된다. a(i)에 대한 다른 택일적 선택은 a(i)가 사용자의 출력을 반영하게 함으로서, 사용자가 소정의 성능을 수신하고 스케줄링에서 무시당하지 않는다. 또 다른 택일적 선택은 a(i)가 사용자의 출력을 반영하게 함으로써, 사용자가 부족을 느끼지 못하게 한다. 예를 들어,

, 여기서 0≤b≤1인데, a(i)는 낮은 속도의 사용자에 대해 더 큰 값을 취하고: 채널 민감 스케줄링의 이득의 대부분은 채널이 추적될 수 있고 채널 조건이 신속하게 변화하지 않기 때문에 낮은 속도의 사용자로 알려지며, 스케줄러가 채널의 이득을 향유하게 한다. 낮은 속도의 사용자는 더욱 양호하게 채널을 이용하고, 출력을 증가시키고, 지연을 감소시키기 위해 높은 속도의 사용자에 비해 우선 순위된다.

일단 단계(614)에서 우선 순위 리스트가 생성되면, 스케줄러는 단계(616)에서 그리디 필링을 실행한다. "그리디 필링"은 채널의 최대 성능에 대한 기술이다. 이러한 점에서, 스케줄러는 우선 순위 리스트를 생성하고 UE에 대한 송신의 순서가 알려진다. 스케줄러는 이용가능한 리소스의 양을 알고 있는데, 이는 통상적으로 열 이상의 상승의 양의 형태이다. 스케줄러는 우선 순위 리스트 상의 첫 번째 UE를 취하고 요청된 데이터 레이트를 인식한다. 스케줄러는 UE가 이용가능한 최대 데이터 레이트를 취할 것이며 이어 요청된 데이터 레이트에 대한 열 이상의 최종 상승을 계산할 것을 가정한다. 만일 송신될 데이터의 양이 모든 이용가능한 성능을 필요로 하지 않으면, 스케줄러는 다음 UE를 검사하고 잔여 성능이 제2의 UE에 조화되는지를 결정한다. 이러한 프로세스는 스케줄링될 UE 및 잔여 성능이 존재하는 한 계속된다. 만일 UE가 잔여 이용가능한 성능에 완전히 적합할 수 없다면, 데이터 레이트는 성능이 충족될 때까지 UE가 낮아지도록 부여될 수 있다. 따라서, 스케줄링된 최종 모바일은 요청된 것보다 더 낮은 데이터 레이트로 할당될 수 있다.

일단 스케줄러가 단계(616)에서 스케줄링을 완료하면, 데이터는 단계(618)에서 송신된다. 송신은 노드(B)에서 스케줄러에 의해 결정된 순서로 발생한다.

채널 민감 스케줄링의 가능한 다양한 구현이 가능하다. 일 실시예는 다운링크상에 송신된 전력 제어 명령을 사용하여 스케줄러에서 추정될 전송 전력을 사용자에게 제공한다. 도5에 도시된 바와 같이, 스케줄링 셀은 서비스 셀임을 가정한 다. 이러한 가정은 전력 제어 명령 에러 및 소프트 핸드오프 중인 사용자가 비서비스 노드(B)로부터 전력 제어 명령에 복종한다는 사실로 인해 손상된다.

이러한 상황에 대처하기 위해, 실제 전송 전력 및 추정된 전송 전력의 간헐적인 동기화가 요구된다. 이는 매 20ms마다 송신된 전송 전력 정보를 포함하는 4비트를 송신함으로써 행해질 수 있다.

부가적으로, 소프트 핸드오프 중인 사용자는 비서비스 셀 전력 명령이 적용될 때 발생하는 전송 전력 추정의 드리프트를 피하기 위해 전력 제어 명령을 송신하는 서비스 셀로 피드백 메시지를 송신하리 필요가 있다.

UE는 사용된 평균 전송 전력을 계속 숙지하며, 현재 전송 전력이 평균 전송 전력 이상인지 이하인지를 스케줄러에 알리는 표시자를 송신하기 위해 서비스 노드(B)에 의해 주기적으로 구성될 수 있다. 이는 낮은 오버헤드를 생성하는데, 이는 단지 1비트만이 필요할 수도 있기 때문이다. 이러한 방법은 전력 제어 명령에 기초한 전송 전력 추정과 함께 사용될 수도 있다. 임계치에 대한 추정된 전송 전력의 상대적 위치와 UE의 보고된 위치 사이의 불일치는 문제를 지적하고 실제 전송 전력과 추정된 전송 전력의 재동기화를 호출한다.

이렇게 하여, 통신 시스템에서 스케줄링을 위한 새롭고 개선된 방법 및 장치가 설명되었다. 당업자는 상기 설명을 통해 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 전자기장들, 또는 전자기 입자들, 광학계들 또는 광학 입자들, 또는 그들의 임의의 조합에 의해 표시될 수 있음을 이해할 것이다. 당업자는 또한 본 명세서에 개시된 실 시예들과 관련하여 설명된 논리적인 블럭들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그들의 조합으로서 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 다양한 요소들, 블럭들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능성에 관련하여 전술되었다. 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현될 지는 특정 애플리케이션 및 모든 시스템에 부과괸 설계 제한에 의존한다. 당업자는 이러한 조건에서 하드웨어 및 소프트웨어의 상호호환성을 이해할 것이며, 어떻게 각각의 특정 응용에 따라 설명된 기능을 최상으로 구현하는 지를 이해할 것이다. 본 명세서에서 개시된 실시예와 관련하여 다양하게 설명되는 논리 블럭들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계는 디지털 신호 처리기(DSP), 응용 집적 회로(ASIC), 현장 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 예를 들어 레지스터 및 FIFO와 같은 이산 하드웨어 요소들, 펌웨어 명령 세트를 수행하는 프로세서, 소정의 통상적인 프로그램가능한 소프트웨어 모듈 및 프로세서, 또는 이들의 소정 조합을 사용하여 실행되거나 수행될 수 있다. 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 선택적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 기계가 될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 제거가능한 디스크, CD-ROM 또는 임의의 다른 저장 매체 형태로 당업자에게 공지된다. 예시적인 프로세서는 저장매체로부터 정보를 판독하고 정보를 기록할 수 있도록 저장 매체에 접속된다. 선택적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있다. ASIC는 전화 또는 다른 사용자 터미널 내에 상주할 수 있다. 선택적으로, 프로세서 및 저장 매체는 전화 또는 다른 사용자 터미널에 상주할 수 있다. 프로세서는 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 또는 DSP 코어 등과 관련한 두 개의 마이크로프로세서로서 구현될 수도 있다.

개시된 실시예의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims (16)

1. 무선 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법으로서,

   스케줄러에서 이동국에 의해 송신된 채널 조건 표시자를 수신하는 단계; 및

   함수

   

   를 이용하여 상기 이동국에 대한 우선 순위 값을 결정하는 단계를 포함하며, 상기

   

   는 i번째 모바일 사용자에 대한 우선 순위 값이며, 상기

   

   는 상기 이동국의 최대 파일럿 전력이며,

   

   는 스케줄링 순간의 이동국의 파일럿 전력인, 스케줄링 방법.
2. 제1항에 있어서,

   채널 조건 표시자의 함수로서 다수의 이동국에 대한 우선 순위 값을 계산하는 단계; 및

   상기 우선 순위 값에 기초하여 연속한 송신을 위한 상기 다수의 이동국 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케줄링하는 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 채널 조건 표시자는 상기 이동국의 송신 파일럿 전력 및 요청된 데이터 레이트에 기초한 것을 특징으로 하는 스케줄링하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 채널 조건 표시자는 전력 제어 명령들에 의해 결정된 바와 같은 상기 이동국의 전송 전력에 기초한 것을 특징으로 하는 스케줄링하는 방법.
5. 무선 통신 시스템에서의 스케줄링의 방법으로서,

   스케줄러에서 이동국에 의해 송신된 채널 조건 표시자를 수신하는 단계; 및

   함수

   

   를 이용하여 상기 모바일 사용자에 대한 우선 순위 값을 결정하는 단계를 포함하며, 상기

   

   는 i번째 모바일 사용자에 대한 우선 순위 값이며,

   

   는 소정의 시간 주기 동안 평균된 이동국의 파일럿 전력이며,

   

   는 스케줄링 순간의 이동국의 파일럿 전력이며, a(i)는 가중 팩터인, 스케줄링 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 가중 팩터는 상기 모바일 사용자의 속도에 기초한 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
7. 제4항에 있어서,

   상기 가중 팩터는 함수

   

   에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
8. 스케줄링 송신을 위한 컴퓨터 실행가능 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,

   다수의 이동국으로부터 수신된 채널 조건 표시자를 프로세싱하는 단계;

   다수의 이동국들 각각에 대한 우선 순위 값을 계산하는 단계; 및

   상기 우선 순위 값의 함수로서 상기 다수의 이동국에 대한 송신 스케줄을 결정하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
9. 우선 순위 값을 계산하는 단계는 함수

   

   를 이용하며, 상기

   

   는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며, 상기

   

   는 이동국의 최대 파일럿 전력이며,

   

   는 스케줄링 순간의 모바일 이용자의 파일럿 전력인 것을 특징으로 하는 제7항에 따른 프로그램.
10. 우선 순위 값을 계산하는 단계는 함수

    

    를 이용하며, 상기

    

    는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며,

    

    는 소정의 시간 주기 동안 평균된 이동국의 파일럿 전력이며,

    

    는 스케줄링 순간의 상기 이동국의 파일럿 전력이며, a(i)는 가중 팩터인 것을 특징으로 하는 청구항7항에 따른 프로그램.
11. 상기 가중 팩터는 함수

    

    에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 청구항9항에 따른 프로그램.
12. 무선 통신 시스템에서의 네트워크로서,

    다수의 모바일 사용자로부터 채널 조건 표시자를 수신하는 수신 수단;

    각각의 이동국에 대한 우선 순위 값을 결정하는 수단; 및

    상기 우선 순위 값에 기초하여 다수의 모바일 이용자에 대해 송신 스케줄을 결정하는 수단을 포함하는 네트워크.
13. 제12항에 있어서, 상기 우선 순위 값은

    

    의 함수이며, 상기

    

    는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며, 상기

    

    는 이동국의 최대 파일럿 전력이며,

    

    는 스케줄링 순간의 상기 이동국의 파일럿 전력인 것을 특징으로 하는 네트워크.
14. 제12항에 있어서,

    상기 우선 순위 값은

    

    의 함수이며, 상기

    

    는 i번째 이동국에 대한 우선 순위 값이며,

    

    는 소정의 시간 주기 동안 평균된 상기 이동국의 파일럿 전력이며,

    

    는 스케줄링 순간의 상기 이동국의 파일럿 전력이며, a(i)는 가중 팩터인 것을 특징으로 하는 네트워크.
15. 제14항에 있어서,

    상기 가중 팩터는

    

    의 함수인 것을 특징으로 하는 네트워크.
16. 무선 통신 시스템의 장치로서,

    프로세싱 엘리먼트; 및

    상기 프로세싱 엘리먼트에 결합된 메모리 저장 엘리먼트를 포함하며,

    상기 메모리 저장 엘리먼트는,

    다수의 이동국으로부터 채널 조건 표시자를 수신하는 수단;

    상기 채널 조건 표시자에 기초한 각각의 이동국에 대한 우선 순위 값을 계산하는 수단;

    상기 계산된 우선 순위 값들에 기초하여 상기 다수의 이동국을 스케줄링하는 수단을 구현시키기 위한 컴퓨터 판독가능 명령을 저장하도록 적용되는, 무선 통신 시스템의 장치.

Images